Jupiter tai Saturnus radiolähettimeksi?
Ihan erillisen viestin muodossa spekulaatioita Jupiterin tai vastaavan muuttamiseksi galaktiseksi radiomajakaksi.
Tiedossa ongelmia meikäläisen lähetinorganismille. Kaivelin Jupiterin (ja Saturnuksen) kaasukehän koostumuksen tietoon.
Ensin hyvät asiat: koostumus on 90% vetyä ja n. 10% heliumia (massojen suhde 75/25). Lisäksi uskotaan, että jättiläisplaneetoilla on kiviydin (n. 10 kertaa Maan massa).
Sitten huonot asiat: Ensinnäkin, Jupiterin kaasukehässä on suhteessa hyvin vähän muita aineita (hiilidioksidi, metaani, vesi), joista ainakin hiilidioksidia ajattelin ensisijaiseksi hiilen lähteeksi rakennelmiin. Kiviydin (jota ajattelin myös rakennusmateriaalin lähteeksi) on metallisen vetykerroksen ympäröimä (n. 3 miljoonan barin paineessa!) ja sitä ympäröi nestemäisen vedyn kerros.
---
Tuo vedyn määrä on siinä mielessä hyvä asia, että fuusioitavaa materiaalia siis riittäisi. Jatkaakseen toimintaansa vielä kaiken vedyn fuusioinnin jälkeen organismi voisi sisältää nanofuusiomekanismeja myös heliumin käyttämiseksi. Sitä syntyisi vedyn fuusioinnin tuloksena lisää jo olemassaolevan 10% lisäksi), periaatteessa siihen saakka kunnes lähetin on käyttänyt kaiken vedyn. Heliumia voitaisiin jo aikaisemmassa vaiheessa fuusioida vedyn kanssa litiumiksi ja tietysti periaatteessa itsensä kanssa berylliumiksi.
Huono asia kaasukehässä on se, että hiiltä ja muita aineita pitäisi löytyä riittävästi lähettimen rakentamiseen. Ulkopuolelta lienee turha odotella apuja, jonkun 1000 kilometriä halkaisijaltaan olevan hiili- ja mineraalimöykyn lähettäminen Jupiteriin tuntuu melko utopistiselta ajatukselta - edes hiukkassuihkuna...
Kiviydin lienee myös nanorobottien ulottumattomissa, sen verran kova paine ytimessä on. Jos sinne jotenkin kuitenkin pääsisi, niin se tod. näk. helpottaisi materiaalipulaa.
---
Energiapolitiikka: Omissa suunnitelmissa organismin primäärisenä energian lähteenä toimisi fuusiointi nano-kokoisissa reaktoreissa.
Miten nanofuusio toimisi? Linkkiä en valitettavasti löytänyt, mutta esim. näin: Hiilestä rakennettu "vedynmentävä" putki, jossa olisi molemmissa päissä yksi vetyatomi - toinen pitäisi ionisoida ja kiihdyttää sähköenergialla riittävän suureen nopeuteen ja kun se törmäisi maalitauluna olevaan vetyatomiin, se fuusioituisi (jollain todennäköisyydellä). Törmäyksen todennäköisyys olisi suuri. Energian vapautuessa "reaktori" rikkoutuisi.
Energia käytettäisiin hyväksi joko lämpönä tai sitten se "sidottaisiin" kemialliseksi energiaksi esim. siten, että fuusioitumiskohtaa ympäröi vesivaippa, josta pilkkoutuessa kaapattaisiin happiatomit (ja päästettäisiin vety vapaaksi). Nanorobotteja rakentaessa niiden mukaan annettaisiin näitä irronneita happiatomeja, joita ne voisivat tarpeen mukaan polttaa ympäröivän vedyn kanssa takaisin vedeksi tarvitessaan energiaa.
Fuusion ei kuitenkaan tarvitsisi olla ainoa energianlähde. Organismi voitaisiin suunnitella niin, että se käyttää hyväkseen myös Jupiterin itsensä tuottaman energian (lämpösäteily, myrskyt, magneettikenttä) niin pitkälle kuin se on mahdollista. Varsinkin prosessin alkuvaiheessa näillä energianlähteillä voisi olla ratkaiseva rooli.
---
Kaikkein tärkeintä olisi rakentaa koko planeetan laajuinen "emolautta" jollekin sopivalle syvyydelle kaasukehään. Lautta parkkeerattaisiin suunnittelemalla sen rakenteiden tiheys sellaiseksi, että se pysyisi itsestään suurin piirtein oikealla syvyydellä.
Sen lisäksi, että "emolautta" rakentaa ja ylläpitää lähetinosia, niin se myös rakentaisi robotteja noutamaan raaka-aineita muista kerroksista ja kaappaisi sitten palaavat robotit [ja niiden muassaan tuomat ainesosat]. Vetyä ei välttämättä tarvitsisi tällä tavalla noutaa, vaan "lautta" käyttäisi ympäröivää vetyä.
"Kaappausharsolla" tehostettaisiin raaka-aineiden käyttöä. Jos organismi olisi levittäytynyt koko kaasukehään, se olisi tiheydeltään huomattavasti pienempi ja täten tarvittavien raaka-aineiden kerääminen rakennuspaikalle olisi enemmän tuurista kiinni (ts. hitaampaa).
---
Ensimmäinen vaihe: Ensimmäisen vaiheen tarkoitus olisi siirtää muualta kaasukehästä raaka-aineita "emolautan" suunnitellulle syvyydelle, toisin sanoen väkevöittää raaka-aineiden (hiili, happi, rikki, typpi, metallit, ...) pitoisuuksia tällä syvyydellä. Samalla planeetan kaasukehä "puhdistuisi" niistä aineista, joita syvemmälle kerätään.
Tämä on varmasti hidasta. Mahdottoman pienien (ja siten tehokkaasti monistettavien) nano-organismien pitäisi muodostaa kaasukehään raaka-ainetta kerääviä valtavia hiiliketjulauttoja, jotka sitoisivat mm. vettä (hiilidioksidin hajottamisen tuloksena vapautuisi happea, joka sidottaisiin takaisin rakenteisiin polttamalla se kaasukehän vedyn kanssa). Esimerkin vuoksi organismi voisi rakentaa tällaisia ketjuja:
Koodi:
CO2 + 2H => CO2H2
H
|
H - O - C - O - H
|
H - O - C - O - H
|
...
|
H
Tällaiset "sidostuslautat" olisivat kaasukehän myrskyjen riepoteltavissa ja siten ne siirtyisivät kerroksesta toiseen samalla keräten samalla rakennusmateriaalia.
Robottien muodostamien lauttojen tehtävänä olisi maksimoida pinta-ala. Ne voisivat olla muodoltaan litteitä kuusikulmoita. "Lisääntyminen" tapahtuisi niin, että tällainen nanorobotti kasvattaa kokoaan johohkin rajaan saakka, kunnes se "leikkaa" itsensä kahtia rakentamalla "tumastaan" kopion ja seinän tumien väliin. Muodostunut uusi robotti jää kiinni seinämästään vanhaan. Lisääntymisen tarkoituksena on suojata prosessia rikkoutumista vastaan ts. yhden solun rikkoutuessa toinen jatkaa keräämistä.
Lauttojen kehittymisstrategia olisi sellainen, että ne riittävän suuren massan kerättyään vaipuisivat pikkuhiljaa suunnitellun kaapparikerroksen syvyydelle. Se voisi tapahtua niin, että solun kuollessa (kun se on jakaantunut riittävän monta kertaa) se vapauttaa itsestään vetyä muuttuen näin tiheämmäksi sekä samalla irrottautuu lautasta. Tällöin se pikkuhiljaa vaipuisi halutulle syvyydelle muodostamaan "puuroa" muiden kuolleiden kumppaneidensa kanssa.
Ennen kuolemaansa solu voisi kasvaa syvyyssuunnassa lautasta ulospäin (syvyyssuunnassa, toisin kuin aktiiviset kumppaninsa, jotka kasvavat leveyssuunnassa ts. ei enää laajentaisi pinta-alaa) ja vihoviimeisenä se leikkautuisi irti siitä jättäen omalle paikalleen uuden solun, viimeisen jälkeläisensä.
Sidostusrobotteja olisi ainakin kahta eri päätyyppiä: toiset sidostavat suunnitellun lähetinkerroksen yläpuolella, toiset sen alapuolella. Kuollessaan kumpikin sidostusroboteista palautuisi sellaiseen tiheyteen, että ne jäisivät lillumaan lähetinkerrokseen.
Sivuhuomautus: Kaikkien robottien toimintaperiaatteeseen liittyisi tällainen kertakäyttöinen "uimarakko":
- malli A: Robotti on syntyessään kevyempi kuin emolautta. Kuollessaan (eli tehtävänsä täytettyään) se laukaisee uimarakkonsa, jolloin sen tiheys muuttuu takaisin emolautan vastaavaksi - näin se pikkuhiljaa palaa emolautan läheisyyteen. Tällaiset robotit toimivat emolautan yläpuolella.
- malli B: Robotti on syntyessään tiheämpi kuin emolautta. Laukaistessaan uimarakkonsa sen tiheys palautuu emolautan vastaavaksi. Tällaiset robotit toimivat lautan alapuolella.
Kysymys: Onko tehokkaampaa pitää nämä keräyssolut kiinni toisissaan muodostamassa levyä vai olisiko silti keräyksen kannalta tehokkaampaa, että solut pysyisivät erillään?
---
Toinen vaihe: Kun emolautan suunniteltu syvyys sisältäisi riittävästi kuolleita sidostusrobotteja, aktivoituisi lähettimen rakentamisen toinen vaihe. Tämän vaiheen tarkoituksena olisi saada aikaan valitulle syvyydelle riittävän tiheä, koko planeetan laajuinen "keräysharso" kuolleiden sidostusrobottien keräämiseksi.
Lautta muodostuisi siten, että aikanaan kuolleina keräyslautoilta tippuneet robotit aktivoituisivat uudestaan uudessa muodossa muodostamaan tällaista suodatinharsoa.
Ongelma on seuraava: Jos robotit muodostavat pieniä paikallisia lauttoja, virtaukset vievät ne mukanaan ja hidastavat globaalin lautan syntymistä. Tästä syystä pienten paikallisten lauttojen pitäisi pystyä jotenkin ankkuroitumaan halutulle syvyydelle - tai sitten lautan muodostuminen pitäisi tapahtua nopeasti ja globaalisti, kun kriittinen sidostusrobottien tiheys ylittyy. Jos sidosketju on yhtenäinen koko planeetan ympäri, konvektio ei saa sitä enää hajotettua (???).
Mahdollisesti harso voitaisiin muodostaa siten, että ensiksi robotit muodostaisivat pitkiä "hiuksia", yksiulotteisia ketjuja - vasta, kun ketjut olisivat riittävän pitkiä, ne liittyisivät toisiinsa. Jotenkin pitäisi pystyä estämään sirkulaarisuus eli etteivät ketjut muodostaisi renkaita (jos renkaan muodostus haittaisi globaalin harson muodostusta).
---
Kolmas vaihe: Kolmas vaihe alkaa siitä, kun paikalleen ankkuroitu harso on syntynyt. Se ei vielä ole niin tiheäsilmäinen kuin mitä se tulee olemaan, mutta on kuitenkin yhtenäinen ja sitä kautta pysyy suurin piirtein paikallaan konvektiovirtauksissa.
Tässä vaiheessa kaasukehään aletaan rakentamaan kahta uutta robottityyppiä: deaktivaattoreita ja purkajia.
Deaktivaattorin tehtävä olisi deaktivoida sidostusrobotteja, jolloin ne vaipuisivat (tai nousisivat) emolautan läheisyyteen. Tällä tavoin siirrettäisiin sidostusrobotteihin kertynyttä materiaalia emolautan rakennusmateriaaliksi. Karkea esimerkki: Jos sidostusrobotin "ikä" on 8 sukupolvea, niin materiaalin sidostustehtävässä on 7/8 osaa planeetalla käytössä olevasta materiaalista ja emolautta saa käyttöönsä 1/8 materiaalista.
Purkajan erikoisominaisuutena on se, että se kykenee irrottamaan myös sidostuneita aineita ja tuomaan niitä muassaan emolautalle - täten se pystyy palauttamaan rikkoutuneita robotteja (myös rikkoutuneita purkajia) pala kerrallaan takaisin "kiertoon". Ilman purkajia raaka-aine "haihtuu" ajan kuluessa emolautan ulottumattomiin.
Emolautta rakentaa myös uusia sidostusrobotteja. Ne voisivat toimia kuten aikaisemmatkin, mutta niiden erikoisominaisuutena olisi elinikä - robotti palautuisi automaattisesti emolautalle, vaikkei se löytäisikään haettavaa raaka-ainetta.
Emolautta voisi vaikuttaa massan keräyksen tehokkuuteen säätelemällä näiden robottien rakennusmääriä.
---
Neljäs vaihe: Neljännessä vaiheessa, kun emolautta on riittävän massiivinen, käynnistyy itse lähettimen rakentaminen.
Emolautan syvyyden valinta lienee jonkin sortin kompromissi. Sen pitäisi olla mahdollisimman syvällä (jotta tarvittu pinta-ala olisi pieni), mutta lähetinosien pitäisi olla mahdollisimman korkealla (jotta kaasukehä ei vaimentaisi lähetettä).
"Ongelmaan" on varmasti useitakin ratkaisuvaihtoehtoja (mm. monikerroksellinen organismi) ja tässä niistä yksi, eräänlainen "hybridimalli". Emolautta perustetaan mahdollisimman syvälle kaasukehään, jotta se käynnistyisi mahdollisimman pienellä määrällä raaka-ainetta. Materiaalimäärän lisääntyessä se pyrkii nousemaan korkeammalle muuttamalla rakenteidensa tiheyttä (ts. rakentamalla enemmän "kellukkeita"). Lähetinantennit nostetaan vielä lautasta itsestään niin korkealle, kuin ne suinkin saadaan. Ne pidetään kiinteässä yhteydessä emolauttaan materiaalien ja energian siirron helpottamiseksi.
Kellukkeet: On vaikea äkikseltään sanoa, mikä olisi paras ratkaisu kellukkeille. Yksi vaihtoehto olisi yrittää luoda robottien sisään tyhjiöitä (jolloin robotti kaikkinensa olisi vetyä keveämpää). Haastava homma nanoroboteillekin (ylivertaisista materiaaleista huolimatta) Jupiterin kaasukehän paineessa. Toinen vaihtoehto olisi "kuumailmapallo" eli robotti käyttäisi kohoamiseen lämmitettyä vetyä.
Lähettimen toiminnan lisäksi kaapparikerros jatkaisi materian keräämistä muista kerroksista ja varastoisi sitä itseensä. Komeetan syöksyessä planeettaan ja rikkoessa "lauttaa" se korjaantuisi tällä tavalla itsekseen - ja lisäksi sitoisi komeetan kaasukehään vapauttaman materian itseensä.
---
Lähettimen toiminta: Ajatus olisi siis aktivoida pulssilähete Linnunradalle. Paras ratkaisu, jos materiaalia riittää, olisi täyttää koko planeetta lähettimillä - niistä aktivoitaisiin vain ne, jotka olisivat Linnunradan tasossa. Ja niistäkin vain ne, jotka osoittaisivat Aurinkokunnasta poispäin, jottei häirittäisi omaa avaruustutkimusta.
Jos materiaali ei riitä, rakennetaan lähettimet nauhaksi planeetan ympärille Linnunradan tasossa. Kiertoliikkeiden ja muiden vaikutusten takia lähetinantenneja pitäisi vuosien mittaan siirtää - vaikkapa purkamalla hyödyttömiä ja rakentamalla ne uuteen paikkaan.
[jatkuu, nyt pitää mennä]